Carbon Nanotube: อัศจรรย์ของวัสดุในระดับนาโนสำหรับการผลิตแบตเตอรี่และเซ็นเซอร์ที่ล้ำสมัย!

คาร์บอนนาโนทิวบ์ หรือ CNT เป็นหนึ่งในวัสดุที่น่าตื่นตาตื่นใจที่สุดที่วิทยาศาสตร์ได้ค้นพบในช่วงไม่กี่ปีมานี้ คิดภาพดูสิว่า คุณมีท่อขนาดเล็กกว่าเส้นผมมนุษย์หลายร้อยเท่าซึ่งมีความแข็งแรงเทียบเท่าเพชรและสามารถนำไฟฟ้าได้ดีกว่าทองแดง

CNT เป็นโครงสร้างทรงกระบอกที่เกิดจากอะตอมของคาร์บอน เรียงตัวกันเป็นแผ่นหกเหลี่ยมคล้ายรังผึ้งแล้วม้วนงอเป็นท่อ คล้ายกับการพันกระดาษขึ้นมาเป็นหลอด CNT มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กมาก โดยมีช่วงตั้งแต่ 1-50 นาโนเมตร

คุณสมบัติที่โดดเด่นของ CNT ได้แก่:

• ความแข็งแรงสูง: CNT มีความแข็งแรงเชิงกลมากกว่าเหล็กและอลูมินัมถึงร้อยเท่า

• การนำไฟฟ้าดีเยี่ยม: CNT สามารถนำพาอิเล็กตรอนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

• ความสามารถในการนำความร้อน: CNT สามารถถ่ายเทความร้อนได้อย่างรวดเร็ว

การผลิต CNT: จากห้องทดลองสู่โรงงานอุตสาหกรรม

การสังเคราะห์ CNT สามารถทำได้ด้วยวิธีการต่างๆ โดยมีสองวิธีหลักๆที่นิยมใช้:

1. วิธี CVD (Chemical Vapor Deposition): เป็นวิธีที่พบบ่อยที่สุดในการผลิต CNT โดยใช้ก๊าซคาร์บอนเป็นส่วนประกอบหลักและให้ความร้อนสูงในเตาปฏิกิริยาที่มีตัวเร่งปฏิกิริยา
2. วิธี Arc Discharge: วิธีนี้ใช้กระแสไฟฟ้าที่แรงผ่านก้อนกราไฟต์ ซึ่งจะทำให้เกิดอาร์ครวมถึง CNT

หลังจากการสังเคราะห์CNT จะต้องผ่านขั้นตอนการ정제เพื่อแยก CNT ออกจากสิ่งเจือปนและปรับปรุงคุณภาพ

CNT: วัสดุแห่งอนาคต

ด้วยคุณสมบัติที่โดดเด่น CNT มีศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมต่างๆ มากมาย ตัวอย่างเช่น:

• แบตเตอรี่: CNT สามารถใช้เป็นอิเล็กโทรดในแบตเตอรี่ได้ ซึ่งจะช่วยให้แบตเตอรี่มีพลังงานสูงขึ้นและชาร์จเร็วขึ้น

• เซ็นเซอร์: CNT มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงทางเคมีและกายภาพ ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในเซ็นเซอร์ตรวจจับก๊าซ โมเลกุล และอุณหภูมิ

• วัสดุ复合: CNT สามารถผสมผสานเข้ากับวัสดุอื่นๆ เพื่อเพิ่มความแข็งแรง ทนทาน และการนำไฟฟ้า เช่น คาร์บอนไฟเบอร์ที่ใช้ในเครื่องบินและรถยนต์

CNT ยังสามารถนำไปใช้ในด้านต่างๆ เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชีวภาพ การแพทย์ และอวกาศ

ในขณะนี้ CNT กำลังอยู่ในช่วงการพัฒนาและวิจัยอย่างต่อเนื่อง มีความคาดหวังว่า CNT จะเป็นวัสดุที่สำคัญในอุตสาหกรรมต่างๆ ในอนาคต